基本信息
- 項目名稱：
- 山體滑坡及水位無線監(jiān)控系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 山體滑坡每年都要造成大量的經(jīng)濟損失和人員傷亡。但是，山體滑坡是可以監(jiān)控與預測的。在山體大滑動之前，山體表面的位移值，位移的加速度值和滑坡體地下水位置都會發(fā)生明顯的變化，本系統(tǒng)則在山體的多個采樣點設(shè)置位移傳感器與地下水位測控傳感器，分別測出兩者的變化量。同時將數(shù)據(jù)傳遞給單片機，將數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠端管理平臺，進行數(shù)據(jù)分析，發(fā)出預警信號。
- 詳細介紹：
- 基于山體滑坡發(fā)生前的變化，我們擬定了兩個主要監(jiān)測指標，包括山體的水平位移，地下水水位。 監(jiān)測系統(tǒng)總體分為三部分，首先是數(shù)據(jù)采集部分，我們采用了超聲波傳感器測量山體水平位移與地下水水位。其次是數(shù)據(jù)處理部分，選用龍丘的一款單片機，通過編寫程序，將采集到的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。最后，是數(shù)據(jù)傳輸部分，我們采用一對無線傳輸模塊作為一個子節(jié)點，在不同的位置設(shè)立多個節(jié)點，進而建立一個網(wǎng)絡(luò)式的無線傳輸系統(tǒng)，以達到采集大量數(shù)據(jù)量的目的。而且由于Zigbee技術(shù)的延時小，所以數(shù)據(jù)的傳輸是及時的。數(shù)據(jù)傳輸給遠程的計算機，有專業(yè)人士或者軟件進行分析，如果超出預設(shè)值，那么監(jiān)測系統(tǒng)將發(fā)出聲光報警。 本系統(tǒng)是一個有機的獨立系統(tǒng)，可以獨立完成監(jiān)控工作；主要作用是實現(xiàn)了無線傳輸，沒有信號的區(qū)域也可以得到監(jiān)控；最后實驗演示成功，是地質(zhì)災害的一次有意義的嘗試。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 目的：減少經(jīng)濟損失和人員傷亡。 思路：通過傳感器對山體水平位移、地下水位實時監(jiān)測，采集到準確數(shù)據(jù)，經(jīng)過單片機進行數(shù)據(jù)處理，通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)快速傳遞，在LCD屏上顯示出處理過的數(shù)據(jù)，及時與系統(tǒng)警戒值相比較，發(fā)出聲光報警，方便專業(yè)人員進行進一步分析，從而達到了對山體滑坡的監(jiān)測與預警。 主要創(chuàng)新點：在于無線傳感器組網(wǎng)技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的網(wǎng)絡(luò)化信息獲取與處理技術(shù)。傳感器節(jié)點成本低,可實現(xiàn)對整個滑坡監(jiān)測區(qū)域進行大范圍的節(jié)點布置,保證數(shù)據(jù)采集的深度, 為實現(xiàn)山體滑坡狀態(tài)監(jiān)測和預警提供巨量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
科學性、先進性
- 一般山體滑坡監(jiān)測在現(xiàn)場布置固定的傳感器或儀表人工定時讀取的數(shù)據(jù)匯總數(shù)據(jù)得到滑坡的安全狀況，難以及時甚至無法捕捉到滑坡臨近失穩(wěn)前的最寶貴信息，不可能及時報警。 山體滑坡監(jiān)測的方法和手段可以分為有線方式和無線兩大類,由于山體滑坡監(jiān)測區(qū)域的地理條件復雜，使得有線系統(tǒng)部署起來困難,系統(tǒng)維護不便,并且監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可靠性不高,一個傳感器節(jié)點發(fā)生故障時,會影響后面節(jié)點的正常工作,從而影響整個系統(tǒng)的有效性和可靠性?，F(xiàn)有的無線監(jiān)測方式設(shè)備成本高,對干涉相位圖像質(zhì)量要求高,需要高分辨率的衛(wèi)星遙感圖像,這些決定了它不適合大范圍推廣與應用。本系統(tǒng)采用基于zigbee無線傳感器組網(wǎng)技術(shù)，應用價格相對低廉的芯片，組織無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與采用GPS與GIS高成本的設(shè)備相比，不分伯仲。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品在2011年我校的第九屆“創(chuàng)新杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽結(jié)項答辯中獲得校級二等獎。 在《硅谷》雜志上發(fā)表一篇關(guān)于本系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)論文《基于ZigBee技術(shù)的山體滑坡預警系統(tǒng)設(shè)計》
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 計劃許可
作品可展示的形式
- 實物演示 圖片 視頻
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：由于是單片機lcd顯示，上電后顯示主界面，按下鍵盤上對應的健，可以顯示不同的采集數(shù)據(jù)界面，同時連在電腦上的無線模塊將單片機傳過來的數(shù)據(jù)，顯示在用labview編寫的串口軟件上。如果發(fā)生滑坡,系統(tǒng)會發(fā)生報警，發(fā)出蜂鳴聲，同時lcd顯示出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的界面，然后單片機通過無線網(wǎng)絡(luò)向遠方的電腦發(fā)出警報。 優(yōu)勢：采用無線傳感器組網(wǎng)傳輸技術(shù)，可以準確，及時獲得山體滑坡的數(shù)據(jù)，以便專業(yè)人員趕快處理，節(jié)省人力物力，具有很好的發(fā)展前途。 適用范圍： 多山雨多易發(fā)生滑坡的地區(qū)。 推廣前景 市場分析：由于我國是多山多雨的國家，山體滑坡嚴重危害了我國的人民生命及財產(chǎn)，所以市場需求還是很大的。 經(jīng)濟效益：一套設(shè)備保護一個地區(qū)十年乃至幾十年人民生命及財產(chǎn)，經(jīng)濟效益還是無可估量。
同類課題研究水平概述
- 關(guān)于山體滑坡的監(jiān)控，國內(nèi)外有很多理論研究成果，監(jiān)測方式多種多樣，有紅外監(jiān)測，視頻監(jiān)測，激光監(jiān)測等；數(shù)據(jù)傳輸方式多采用GPRS無線傳輸； 成品較少，且多數(shù)成品實時性，可靠性較差。
